RESUMO
O crescimento econômico de um países influência diretamente o seu padrão de consumo alimentar. Quanto mais desenvolvido é o país, mais açúcar é consumido de modo direto ou indireto. Neste contexto, estima-se que a consolidação de novos mercados a médio prazo como grandes consumidores do produto, resultarão em demanda crescente, com aumento do rigor das especificações do produto impostas pelo cliente. Neste cenário se faz importante o aperfeiçoamento das tecnologias já existentes, para o tratamento de caldo, sendo que os produtos originados de fontes naturais apresentam-se como alternativa importante. O objetivo do trabalho foi avaliar os reflexos do emprego de extrato de folhas e semente de moringa (Moringa
oleífera Lam.) como auxiliar de sedimentação no tratamento de caldo, e reflexos
sobre a qualidade do açúcar VHP e do mel produzidos. O delineamento experimental utilizado foi o fatorial 4x2, sendo quatro diferentes floculantes (extrato de folhas e sementes de moringa, Flomex 9076 e testemunha) e duas variedades de cana-de-açúcar (RB92579 e RB867515). Avaliou-se as características químico- tecnológicas do xarope, açúcar e mel. Observou-se que o emprego de floculantes naturais no tratamento do caldo, resultou na produção de açúcar de melhor qualidade e mel de qualidade similar ao tratamento convencional. Quando a variedade RB92579 foi utilizada como matéria-prima, o açúcar produzido apresentou melhor qualidade e mel de pior qualidade em comparação à RB867515.
1. INTRODUÇÃO
Nos três últimos anos, o mercado açucareiro mundial vivenciou experiências muito particulares, decorrentes do elevado preço do produto (1,25 U$S por libra), resultante das consecutivas quebras de safras no Brasil e na Índia por fatores climáticos (Valente e Satolo, 2010). Embora a expectativa para o ano de 2013 é que os preços decresçam, a médio prazo estima-se que a demanda internacional pelo açúcar aumente, devido ao aumento do consumo em países populosos como a China (UNICA, 2011).
Assim, como decorrência do aumento da demanda, ocorrerá aumento do rigor das especificações de qualidade para o produto impostas pelo cliente. Atualmente o açúcar deve apresentar não só Pol e Cor dentro das especificações estabelecidas, mas também dextrana, amido, sulfito, cinzas, umidade, turbidez, filtrabilidade, granulometria, pontos pretos, partículas magnéticas, resíduos insolúveis, metais pesados, resíduos de agrotóxicos além do nível de contaminantes microbiológico (Oliveira et al., 2007; Rein, 2012).
Nesta nova sistemática de produção de qualidade, algumas tecnologias utilizadas atualmente pelas unidades industriais são passíveis de aperfeiçoamento, visando a redução de custos e a agregação de valor do produto final.
Dentre tais tecnologias, destaca-se o tratamento químico do caldo de cana, que visa remover impurezas que afetam a qualidade do açúcar produzido, através de coagulação e precipitação das mesmas. Para a fábrica de açúcar, considera-se impurezas todos compostos que sejam não sacarose, tais como: terra, compostos fenólicos, ácidos, aminoácidos, proteínas, corantes, dentre outros. Admite-se que quanto mais compostos forem removidos pelo processo de clarificação do caldo, melhor será a qualidade do produto final (Honig, 1969).
Ao mesmo tempo, objetivando aumentar a velocidade de sedimentação dos flocos formados, adiciona-se polieletrólitos catiônicos ou aniônicos. Tais moléculas caracterizam-se por unir pequenos coágulos formados, da reação entre o cálcio e o fósforo/enxofre, em um único floco de tamanho e peso maior, que, por ação da gravidade, sedimentará rapidamente (Rein, 2012).
Tais compostos são de origem sintética, sendo produzidos a partir de acrilamidas, originando poliacrilamidas parcialmente hidrolisadas (Albuquerque,
2011). Neste contexto, a substituição destes produtos por floculantes originados de fontes naturais podem reduzir os custos de produção, devido a possibilidade do cultivo das mesmas nas unidades agroindustriais, além da possibilidade de sua utilização na fabricação de produtos orgânicos.
Entre os produtos naturais estudados, destaca-se o extrato de folhas e sementes de moringa (Moringa oleífera Lam.). O extrato de sementes é amplamente utilizados como floculante no tratamento de água para o uso doméstico, por apresentar em sua estrutura uma proteína catiônica responsável pelo processo de decantação (Schwarz, 2000). Estudos demonstram ainda a aplicabilidade desta propriedade de sedimentação para a produção de água para irrigação (Sengupta, et al., 2012) e remoção de surfactantes da água (Beltrán-Heredia e Sánchez-Martín, 2009), dentre outras.
O extrato de folhas de moringa é rico em proteínas, sais minerais (Sousa, Oliveira e Silva, 2010), polifenóis totais, quercetina, campferol e βcaroteno (Lako, et al., 2007). Tais propriedades o caracterizam como fonte alimentícia e também fitoterápica (Ghasi, Nwobodo e Ofili, 2000). Entretanto, não há pesquisas relatando a capacidade de coagulação deste produto.
Neste contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar os reflexos do emprego de extrato de folhas e sementes de Moringa oleífera Lam. como auxiliares de sedimentação no tratamento do caldo de cana, e reflexos sobre a qualidade do açúcar VHP produzido e mel resultante, utilizando-se duas variedades de cana.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
O experimento foi realizado no Laboratório de Tecnologia do Açúcar e do Álcool da Universidade Estadual Paulista , Jaboticabal, São Paulo - safra 2011/2012. O delineamento experimental foi o fatorial 4x2, com 4 repetições. Os tratamentos principais foram constituídos de quatro auxiliares de sedimentação: extrato de folhas e de sementes de moringa, polieletrólito sintético Flomex 9076 e tratamento testemunha. Os tratamentos secundários foram duas variedades de cana-de-açúcar: RB92579 e RB867515.
As variedades de cana foram colhidas no período útil de industrialização (PUI), em unidades produtoras da região de Jaboticabal-SP, sendo, posteriormente,
submetidas ao processo de extração em moenda de laboratório. O caldo extraído foi clarificado através de processo por defecação simples, utilizando-se metodologia de análise de floculantes descrita por CTC (2005) e Rein (2012). Os tratamentos principais foram empregados junto ao caldo no decantador.
O extrato de sementes de moringa foi preparado segundo metodologia sugerida por Bathia, Othman e Ahmad (2006), utilizando-se sementes frescas da planta. A dosagem utilizada foi de 100 mg.L-1 de caldo, sendo esta estabelecida após a realização de testes preliminares.
O extrato de folhas de moringa foi preparado segundo Ghasi, Nwobodo e Ofili, (2000), utilizando-se folhas frescas da planta. A dosagem empregada (5 mg.L-1 de caldo) foi determinada em testes preliminares.
O polieletrólito sintético Flomex 9076 foi preparado segundo recomendações do fabricante, utilizado-se a dosagem de 1,5 mg.L-1 de caldo.
Após clarificado, o caldo foi submetido ao processo de evaporação em rotoevaporador de simples efeito até 60o brix, originando o xarope. Este foi submetido a análises químico-tecnológicas, sendo quantificado o brix, Pol, pureza, pH (CTC, 2005) e aminoácidos (Yemm e Cocking, 1955).
A massa cozida foi obtida através de cozedor piloto, sendo o cozimento conduzido à temperatura de 61 ± 2 0C. A nucleação de cristais foi realizada através do uso de “sementes”. Após a nucleação, o processo foi mantido na zona metaestável de supersaturação, com alimentação de xarope a 60o brix.
Após o cozimento, realizou-se separação do açúcar do mel em centrífuga a 6300g por 5 minutos. Utilizou-se vapor para lavagem do açúcar com pressão de 1kgf/cm2 por 2 segundos no primeiro minuto da centrifugação. O açúcar foi
submetido ao processo de secagem iniciando com secador de fluxo de ar quente e em seguida em estufa à 35°C por 12 horas.
A qualidade do açúcar obtido foi determinada através das análises de Pol, pH, cinzas, umidade, cor, compostos fenólicos, amido, dextrana (CTC, 2005), fator de segurança para armazenamento (Rein, 2012).
O mel resultante da centrifugação da massa cozida foi submetido as análises de brix, Pol, pureza, pH, compostos fenólicos (CTC, 2005) e aminoácidos (Yemm e Cocking, 1955).
Para os resultados obtidos, realizou-se análise de variância pelo teste F, e comparação de médias pelo teste de Tukey (5%), utilizando-se o programa ASSISTAT versão 7.6 beta (Silva, 2009).
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Primeiramente avaliou-se a qualidade do xarope produzido a partir da clarificação do caldo de duas variedades de cana, com diferentes auxiliares de sedimentação. Os xaropes produzidos a partir de clarificação com polieletrólito sintético e extrato de folhas de moringa apresentaram maiores teores de sacarose aparente, entretanto o teor de sólidos solúveis, pureza, pH e aminoácidos foram iguais para todos os tratamentos estudados (Tabela 1). Avaliando-se os xaropes produzidos a partir de duas diferentes variedades de cana-de-açúcar, observou-se que o caldo concentrado da variedade RB92579 apresentou maior pureza e menor pH em relação a RB867515.
Tabela 1 - Valores médios obtidos para Brix, Pol, Pureza, pH e Aminoácidos do xarope produzido por diferentes auxiliares de sedimentação de duas variedades de cana-de-açúcar.
Brix
(%) (Pol oS) Pureza (%) pH Aminoácidos (g.L-1)
Testemunha 61,12A 49,53B 81,95A 5,79A 3,01A
Flomex 9076 62,00A 53,70A 86,75A 5,78A 3,13A
Extrato de
Sementes 59,37A 48,84B 82,68A 5,67A 2,79A
Extrato de
Folhas 60,25A 50,66AB 84,60A 5,78A 2,68A
Teste F 1,30ns 3,89* 2,34ns 0,21ns 0,95ns
DMS 3,85 4,24 5,46 0,44 0,81
RB92579 59,68A 51,72A 86,71A 5,57B 2,87A
RB867515 61,68A 49,64A 81,28B 5,94A 2,94A
Teste F 4,09ns 3,65ns 14,97** 10,45** 0,12ns
DMS 2,04 2,24 2,89 0,23 0,43
C.V. 4,61 6,07 4,72 5,62 20,33
Inter. 1x2 0,88ns 0,11ns 0,44ns 1,00ns 0,53ns Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. ns = não significativo; * = significativo ao nível de 5%; ** = significativo ao nível de 1%. Inter. 1x2 = interação entre os tratamentos principais e secundários.
Após cozimento do xarope, cristalização da sacarose, centrifugação e secagem do açúcar, este produto foi submetido à análises tecnológicas objetivando
determinar sua qualidade (Tabelas 2 e 3). Neste sentido, avaliando-se os produtos obtidos para as variedades estudadas, observou-se que a RB92579 apresentou os maiores valores de Pol e compostos fenólicos. Entretanto obteve menor pH, teor de cinzas, umidade e amido comparando com a RB867515. Admite-se que a variedade RB92579 apresenta elevados teores de compostos fenólicos, principalmente antocianina, os quais acabam sendo extraídos junto ao caldo (Oliveira, et al., 2011). Estas biomoléculas reagem com íons de ferro e o oxigênio do ar, formando compostos coloridos, os quais impactam negativamente no açúcar produzido (Simioni, et al., 2006). Entretanto, neste estudo, observou-se que, embora o açúcar produzido utilizando-se a variedade RB92759 tenha apresentado maior teor de compostos fenólicos, a cor do produto foi similar ao obtido para a variedade RB867515. Este fato pode estar associado ao processamento da matéria-prima em equipamentos de laboratório que por não conterem ferro na sua composição, provavelmente não desencadeou a reação mencionada. Deve-se considerar ainda que a moenda utilizada, que apresentava eficiência de extração de aproximadamente 60%.
O açúcar produzido a partir de tratamento de caldo utilizando-se polieletrólito sintético apresentou maior quantidade de amido em relação aos demais tratamentos (Tabela 3). A presença deste polissacarídeo nos cristais de açúcar resultam na queda de qualidade do produto e, consequentemente, de seu preço de mercado, uma vez que pode afetar negativamente as indústrias de alimento que utilizam este açúcar como matéria-prima, por dificultar a filtração das soluções açucaradas (Oliveira, Esquiaveto e SIlva Júnior, 2007). Deve-se ressaltar que a intensa mecanização no setor agrícola canavieiro no Brasil, proporcionou uma matéria-prima com maior quantidade de folhas e ponteiros da cana na fábrica, as quais se caracterizam pela grande quantidade desta molécula (Albuquerque, 2011). Neste contexto, a utilização de um produto que contribua para reduzir as características que depreciam o cristal de açúcar é de grande importância.
Analisando-se a umidade dos açúcares produzidos de diferentes variedades de cana, verificou-se que embora o produto originado do processamento da RB867515 apresentou maior quantidade de água nos cristais, os mesmos apresentaram menor teor de sacarose. Como consequência, verificou-se que os
coeficientes para o fator de segurança foram os mesmos, uma vez que para seu cálculo utiliza-se uma relação entre tais parâmetros (Tabela 2). O fator de segurança é imprescindível para a fábrica de açúcar, pois determinará o tempo de armazenamento que o produto pode ser submetido. Para o açúcar VHP, recomenda- se valores inferiores a 0,25 (Rein, 2012).
Tabela 2 - Valores médios obtidos para Pol, pH, Cinzas e Umidade do açúcar VHP produzido por diferentes auxiliares de sedimentação de duas variedades de cana- de-açúcar.
Pol
(oZ) pH Cinzas (%) Umidade (%) Segurança Fator
Testemunha 96,92A 6,29A 0,29A 0,32A 0,10A
Flomex 9076 96,60A 6,27A 0,30A 0,30A 0,09A
Extrato de
Sementes 96,58A 6,15A 0,28A 0,31A 0,10A
Extrato de
Folhas 97,26A 6,25A 0,25A 0,28A 0,11A
Teste F 0,88ns 0,43ns 0,48ns 0,52ns 0,30ns
DMS 1,33 0,36 0,11 0,10 0,05
RB92579 97,27A 6,03B 0,19B 0,26B 0,10A
RB867515 96,41B 6,45A 0,38A 0,34A 0,10A
Teste F 6,30* 19,64** 38,42** 8,45** 0,06ns
DMS 0,70 0,19 0,06 0,05 0,02
C.V. 1,00 4,29 30,20 24,09 35,65
Inter. 1x2 0,43ns 0,45ns 1,57ns 0,67ns 0,63ns Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. ns = não significativo; * = significativo ao nível de 5%; ** = significativo ao nível de 1%. Inter. 1x2 = interação entre os tratamentos principais e secundários.
A seguir, avaliou-se a as características químico-tecnológicas dos méis resultantes do processo de cozimento do xarope proveniente de caldo clarificado com diferentes floculantes (Tabelas 4 e 5). A utilização de diferentes auxiliares de sedimentação na clarificação do caldo não refletiu na qualidade do mel final, pois os valores de brix, Pol, pureza, pH, compostos fenólicos e aminoácidos foram semelhantes entre os tratamentos Testemunha, Flomex 9076, Extrato de Folhas e Extrato de Sementes de Moringa. Comparando os méis produzidos a partir de duas diferentes variedades de cana-de-açúcar, observou-se apenas que a RB92579 apresentou, assim como no açúcar, maior quantidade de compostos fenólicos e menor pH em relação a RB867515. Considerando-se que os compostos fenólicos são inibidores do metabolismo de leveduras (Ravaneli, et al., 2011), caso o destino
destes subprodutos seja a indústria de etanol, o mel produzido a partir da variedade RB92579 pode ser considerado não recomendado em comparação ao mel produzido a partir da RB867515.
Tabela 3 - Valores médios obtidos para Cor, Compostos Fenólicos, Amido e Dextrana do açúcar VHP produzido por diferentes auxiliares de sedimentação de duas variedades de cana-de-açúcar.
Cor (U.I.) Compostos Fenólicos (mg.L-1) Amido (mg.L-1) Dextrana (mg.L-1)
Testemunha 1208,47A 260,47A 211,21AB 45,32A
Flomex 9076 1331,00A 270,45A 259,30A 59,38A
Extrato de
Sementes 1188,58A 263,62A 195,97B 34,47A
Extrato de
Folhas 1011,54A 246,99A 169,58B 55,83A
Teste F 1,32ns 0,20ns 5,76** 1,75ns
DMS 445,39 85,78 61,20 33,05
RB92579 1257,26A 289,43A 192,30B 42,40A
RB867515 1112,53A 231,33B 225,73A 55,09A
Teste F 1,60ns 6,97* 4,53* 2,24ns
DMS 235,80 45,41 32,40 17,50
C.V. 27,26 23,89 21,24 49,17
Inter. 1x2 0,27ns 1,20ns 1,40ns 1,46ns
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. ns = não significativo; * = significativo ao nível de 5%; ** = significativo ao nível de 1%. Inter. 1x2 = interação entre os tratamentos principais e secundários.
Tabela 4 - Valores médios obtidos para Brix, Pol e Pureza do mel produzido por diferentes auxiliares de sedimentação de duas variedades de cana-de-açúcar.
Brix
(%) (Pol oS) Pureza (%)
Testemunha 77,56A 52,57A 67,72A
Flomex 9076 76,25A 50,99A 66,92A Extrato de
Sementes 77,00A 50,79A 66,08A
Extrato de
Folhas 76,43A 50,99A 66,72A
Teste F 0,44ns 0,45ns 0,18ns
DMS 3,47 4,80 6,07
RB92579 76,62A 50,30A 65,68A
RB867515 77,00A 52,37A 68,04A
Teste F 0,17ns 2,84ns 2,60ns
DMS 1,84 4,80 3,21
C.V. 3,28 6,78 6,59
Inter. 1x2 0,56ns 1,35ns 1,91ns
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. ns = não significativo; * = significativo ao nível de 5%; ** = significativo ao nível de 1%. Inter. 1x2 = interação entre os tratamentos principais e secundários.
Tabela 5 - Valores médios obtidos para pH, Compostos Fenólicos e Aminoácidos do mel produzido por diferentes auxiliares de sedimentação de duas variedades de cana-de-açúcar.
pH Compostos Fenólicos (mg.L-1)
Aminoácidos (g.L-1)
Testemunha 5,40A 2804,32A 5,66A
Flomex 9076 5,37A 2654,09A 5,03A
Extrato de
Sementes 5,37A 2638,46A 4,96A
Extrato de
Folhas 5,43A 2748,24A 4,96A
Teste F 0,07ns 0,24ns 0,58ns DMS 0,40 615,48 1,74 RB92579 5,18B 2975,45A 5,49A RB867515 5,64A 2447,11B 4,81A Teste F 22,98** 11,20** 2,29ns DMS 0,21 325,85 0,92 C.V. 5,43 16,46 24,54 Inter. 1x2 2,61ns 0,44ns 0,58ns
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. ns = não significativo; * = significativo ao nível de 5%; ** = significativo ao nível de 1%. Inter. 1x2 = interação entre os tratamentos principais e secundários.
4. CONCLUSÃO
A utilização de auxiliares de sedimentação naturais (Moringa oleífera Lam.) na clarificação do caldo, resultou em açúcar de melhor qualidade e mel de qualidade similar ao tratamento convencional.
O emprego da variedade de cana RB92579 como matéria-prima, promoveu açúcar de melhor qualidade e mel de pior qualidade em comparação com a RB867515.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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